化工热力学补充课件

化工热力学补充化工热力学补充中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消世界能源结构中化石燃料占88%中国能源结构中化石燃料占94%世界能源结构中中国能源结构中化石燃料占94%

2006年我国原油进口依存度已达47％。

2008年已达52%。能源供应低于能源消费的趋势有增无减。20世纪90年代至今的10余年间，能源生产总量的年均增长为3.3%，能源消费的年均增长为4.2%，相差约0.8个百分点。（中国能源报告）2006年我国原油进口依存度已达47％。能源供应低于

全球一次能源需求累计增长情况从2007年到2030年全球一次能源需求累计增长情况（参考情景）其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能全球一次能源需求累计增长情况从2007年到2低碳能源技术展望2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：使用端：能源效率提升为关键占47%。供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。WEO2007450ppmcaseETP2008BLUEMapscenarioBLUEMapEmissions140亿吨BaselineEmissions620亿吨

CO2emissions(GtCO2/yr)01020304050602005201020152020202520302035204020452050能源使用端效率(47%)碳捕获与封存(19%)核能发电(6%)发电效率(7%)再生能源(21%)数据源:InternationalEnergyAgency,EnergyTechnologyPerspective,2008.低碳能源技术展望2008年IEAEnergyTechno

核能核能大量水消耗大量煤气热能，造成煤气资源浪费。200MW商业电站（在建）CO2emissions(GtCO2/yr)干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）能源使用端效率(47%)流化床煤调湿技术工艺流程示意图2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。回转式多管干燥机煤调湿锅炉前置循环余热利用方案图燃气轮机—太阳能辅助循环系统燃气轮机前置循环余热利用系统DES的主要特征包括以下六个方面：BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）CO2emissions(GtCO2/yr)CO2emissions(GtCO2/yr)提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。大量水消耗大量煤气热能，造成煤气资源浪费。化工热力学补充课件2006年我国原油进口依存度已达47％。热泵分类:热泵以能源来源可分水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵。从2007年到2030年全球一次能源需求累计增长情况（参考情景）太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统WEO2007450ppmcase前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平2）可燃废气、废液、废料的余热锅炉前置循环余热利用方案图锅炉前置循环余热利用系统焦炉煤调湿技术（CMC）用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产热水和生活热水，要根据工厂的实际情况确定。DES具有以下优点：利用废热（上升管热煤气和烟道废气的热量）对装炉煤进行干燥处理，保持装炉煤水分稳定在6%左右，然后装炉炼焦。在水-气余热回收系统中，高温废气和待加热的用水各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到用水中，自身温度降低，水的温度升高，从而完成热交换过程。4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。热泵分类:热泵以能源来源可分水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵。太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统2006年我国原油进口依存度已达47％。化工热力学补充课件核能制氢系统

核能制氢系统太阳能太阳能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件PowerTowersPowerTowers化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件太阳能热气流发电50kW试验电站200MW商业电站（在建）太阳能热气流发电50kW试验电站200MW商业电站（在建）提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。CO2emissions(GtCO2/yr)4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。CO2emissions(GtCO2/yr)能源供应低于能源消费的趋势有增无减。2006年我国原油进口依存度已达47％。BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。回转式多管干燥机煤调湿5）回收期短，一般只要2～3年。2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：2008年已达52%。小型燃气轮机三联产系统­—植物大棚（工厂）联合循环系统干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；洁净煤技术脱硫效率达96-97%，。CO2emissions(GtCO2/yr)200MW商业电站（在建）化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。太阳能空调器太阳能空调器化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件柏林的太陽能候車亭柏林的太陽能候車亭化工热力学补充课件据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。WEO2007450ppmcase焦炉煤调湿技术（CMC）2006年我国原油进口依存度已达47％。2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：燃气轮机前置循环余热利用系统焦炉煤调湿技术（CMC）热泵以新型制冷剂分:R407C、R410A、R134a新型绿色制冷剂代替R22。锅炉前置循环余热利用方案图CO2emissions(GtCO2/yr)户可以直接投资建设小型的分布式能源冷热电三联供系统；化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能CO2emissions(GtCO2/yr)2008年已达52%。各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。锅炉前置循环余热利用方案图WEO2007450ppmcase洁净煤技术

风能据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。风200MW商业电站（在建）蒸汽参数的调节装置以及智能建筑的热电控制太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。《洁净煤技术》（CCT）是以“高效转换、污染控制以及向发展中国家输出先进燃煤技术和装备”为目标的跨世纪计划。焦炉煤调湿技术（CMC）BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产排出尚未进入废气处理装置的废气，经过换热后，其温度升高，可以大大降低废气处理装置的能源消耗。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。能源供应低于能源消费的趋势有增无减。20世纪90年代至今的10余年间，能源生产总量的年均增长为3.CO2emissions(GtCO2/yr)LaRanceTidalPowerStationBLUEMapEmissions140亿吨BaselineEmissions620亿吨2006年我国原油进口依存度已达47％。200MW商业电站（在建）WTCTurbineLayoutWTCTurbineLayout化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件ETP2008BLUEMapscenarioBLUEMapEmissions140亿吨CO2emissions(GtCO2/yr)能源供应低于能源消费的趋势有增无减。燃气轮机前置循环余热利用系统回转式多管干燥机煤调湿焦炉煤调湿技术（CMC）各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）降低炼焦耗热量，提高焦炉装炉煤堆密度，改善焦碳质量，扩大炼焦用煤的范围，延长焦炉使用寿命，提高炼焦化工副产品产量，环境及经济效益好等。2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。回转式多管干燥机煤调湿前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。CO2emissions(GtCO2/yr)焦炉煤调湿技术（CMC）BaselineEmissions620亿吨采用常规能源的DES系统能源供应低于能源消费的趋势有增无减。燃气轮机—太阳能辅助循环系统波浪能供电的灯光浮标化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。ETP2008BLUEMapscenario化工热力学补充课件地热能地热能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件地热供暖地热供暖地热务农地热务农干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；ETP2008BLUEMapscenario各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，实现余热的梯级利用，以达到“热尽其用”的目的根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，实现余热的梯级利用，以达到“热尽其用”的目的能源供应低于能源消费的趋势有增无减。供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。指分布在用户端的能源综合利用系统。焦炉煤调湿技术（CMC）洁净煤技术焦炉煤调湿技术（CMC）分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）2006年我国原油进口依存度已达47％。流化床煤调湿技术工艺流程示意图煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。CO2emissions(GtCO2/yr)锅炉前置循环余热利用方案图2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：地热养殖干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷

海洋能海洋能LaRanceTidalPowerStation

LaRanceTidalPowerStation化工热力学补充课件波浪发电站示意图波浪能供电的灯光浮标

波浪发电站示意图波浪能供电的灯光浮标温差发电温差发电盐差能盐差能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能2）可燃废气、废液、废料的余热脱硫效率达96-97%，。DES具有以下优点：3%，能源消费的年均增长为4.2006年我国原油进口依存度已达47％。200MW商业电站（在建）焦炉煤调湿技术（CMC）在气-气余热回收系统中，高温废气和待加热的新风各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到新风中，自身温度降低，新风温度升高，从而完成热交换过程。我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。使用端：能源效率提升为关键占47%。采用常规能源的DES系统燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案利用废热（上升管热煤气和烟道废气的热量）对装炉煤进行干燥处理，保持装炉煤水分稳定在6%左右，然后装炉炼焦。余热回收装置流程图指分布在用户端的能源综合利用系统。1）用余热锅炉（又称废热锅炉）产生蒸气，推动汽轮发电机组发电。

化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。因此，能源产业成为减少温室气体排放行动的焦点。

高碳能源的低碳利用3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。

洁净煤技术

《洁净煤技术》（CCT）是以“高效转换、污染控制以及向发展中国家输出先进燃煤技术和装备”为目标的跨世纪计划。这一计划的根本目的是高效清洁利用煤炭，以达到减少碳排放的目标。

洁净煤技术

《洁净煤技术

各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）各种发电方式下每千瓦·时排放

不同发电方式的技术经济比较*亚临界/超临界发展超临界机组不同发电方式的技术经济比较*亚临界/超临界发展超临界目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎占总负荷的25%，从而电力峰谷差增大，庞大的电网不堪重负，DES有助于改善这种状况；供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。降低炼焦耗热量，提高焦炉装炉煤堆密度，改善焦碳质量，扩大炼焦用煤的范围，延长焦炉使用寿命，提高炼焦化工副产品产量，环境及经济效益好等。分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；燃气轮机—热泵联合循环系统焦炉煤调湿技术（CMC）如：前处理的脱脂、水洗用热水。脱硫效率达96-97%，。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。200MW商业电站（在建）煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。2010-11-15水源热泵和土壤源热泵，其最大的优点是高效、节能、环保。ETP2008BLUEMapscenario2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、焦炉煤调湿技术（CMC）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。3）如余热温度较低，可利用低沸点工质，如正丁烷，来达到发电的目的。指分布在用户端的能源综合利用系统。

发电效率与排放量*当使用转换反应时为40％。目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎燃烧室23燃气轮机压气机空气45排入大气余热锅炉发电机蒸汽轮机发电机凝汽器泵4s1s2s3s123451s3s4sQ23Q41QfaS燃气-蒸汽联合循环燃烧室23燃气轮机压气机空气45排入大气余热锅炉发电机蒸汽轮整体煤气化联合循环(IGCC)将煤转换成可燃气体，供燃气机燃用，以煤气化设备取代锅炉，从而能更好地实现高品位煤化学能的梯级应用。脱硫效率达96-97%，。整体煤气化联合循环(IGCC)2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。200MW商业电站（在建）强化传热技术已广泛应用于电力、化工、炼油、制冷、低温、冶金、建材、环保、航天、航空、食品、轻工、医药等部门WEO2007450ppmcase我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。锅炉前置循环余热利用方案图分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。燃机­—烟气直燃溴化锂空调方案焦炉煤调湿技术（CMC）200MW商业电站（在建）如：前处理的脱脂、水洗用热水。发电设备（汽轮机、燃气轮机、微型涡轮机、内燃机或燃料电池）、供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。小型燃气轮机三联产系统­—植物大棚（工厂）联合循环系统采用常规能源的DES系统前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平ETP2008BLUEMapscenarioDES的主要特征包括以下六个方面：燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案煤气加热煤气加热蒸发器过热器煤气加热器煤气加热器省煤器低压蒸发器省煤器2蒸发器2省煤器1蒸发器1回热器回热器再热器冷却器发电机气化炉洗涤器冷粗煤气20ºC982ºC热粗煤气煤浆灰空气538ºC927ºC煤气膨胀透平增压压气机中间冷却器发电机压气机空气燃气透平除氧器补充水排气发电机615ºC538ºC16.6Mpa高压中压低压凝汽器2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。煤气燃料电池和IGCC组合的联合循环示意图

燃料电池和IGCC组合的联合循环示意图

展望21世纪的能源系统展望21世纪的能源系统节能的重要性

“节约能源,保护资源”是我国新时期实现可持续发展的伟大战略的保证和手段。提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。节能也是一种资源节能的重要性“节约能源,保护资源”是我国新时期实现可持续若干重要的节能技术分布式能源系统地源热泵系统工业窑炉的节能技术新型、高效换热器强化传热技术余热回收技术若干重要的节能技术分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。分布式能源系统（DistributedEnergySys分布式能源系统DES的主要特征包括以下六个方面：燃料的多元化设备的小型、微型化冷热电联产网络化智能化控制和信息化管理高标准的环保水平分布式能源系统DES的主要特征包括以下六个方面：分布式能源系统（续）DES是一个开放的、灵活组合的系统，组成：发电设备（汽轮机、燃气轮机、微型涡轮机、内燃机或燃料电池）、供热或制冷设备（溴化锂吸收式冷热水机组、电制冷机组）、热泵、干燥和能源回收系统、锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、蒸汽参数的调节装置以及智能建筑的热电控制分布式能源系统（续）DES是一个开放的、灵活组合的系统，DES具有以下优点：

1）使用吸收式制冷机组实现余热回收，提供空调或工艺用冷，能源效率可提高到70％以上；2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎占总负荷的25%，从而电力峰谷差增大，庞大的电网不堪重负，DES有助于改善这种状况；4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。户可以直接投资建设小型的分布式能源冷热电三联供系统；5）回收期短，一般只要2～3年。DES具有以下优点：

1）使用吸收式制冷机组实现余热回采用常规能源的DES系统锅炉前置循环余热利用系统燃气轮机前置循环余热利用系统采用可再生能源的DES系统

采用常规能源的DES系统锅炉前置循环余热利用系统锅炉前置循环余热利用方案图锅炉前置循环余热利用方案图燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案

燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案燃机­—烟气直燃溴化锂空调方案燃机­—烟气直燃溴化锂空调方案内燃机前置循环余热利用方案

内燃机前置循环余热利用方案可再生能源的DES系统燃气轮机—太阳能辅助循环系统太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统燃料电池—小型燃气轮机联合循环系统小型燃气轮机三联产系统­—植物大棚（工厂）联合循环系统燃气轮机—热泵联合循环系统可再生能源的DES系统燃气轮机—太阳能辅助循环系统地源热泵2010-11-15水源热泵和土壤源热泵，其最大的优点是高效、节能、环保。热泵分类:热泵以能源来源可分水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵。热泵以新型制冷剂分:R407C、R410A、R134a新型绿色制冷剂代替R22。地源热泵主要有以下几种形式：

地下水热泵

河湖水源热泵

土壤热泵地源热泵2010-11-15水源热泵和土壤源热泵，其最大的优地源热泵系统示意图室外地能换热系统水循环水源热泵机组水或空气循环室内末端系统地源热泵系统示意图室外地能水循环水源热泵水或空气室内末端化工热力学补充课件空气源热泵热水机组工作原理图空气源热泵热水机组工作原理图技术节能——干熄焦干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；吸收了红焦热量的惰性气体和干熄焦的余热锅炉进行热交换，并产生中压或高压蒸汽；蒸汽可用于发电也可作为焦化厂的车间用汽或采暖等。被冷却惰性气体再由循环风机鼓入干熄炉，进行循环冷却焦碳。技术节能——干熄焦干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热焦炉煤调湿技术（CMC）煤调湿煤调湿≠煤干燥煤调湿≠煤预热煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。煤调湿意义

我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。大量水消耗大量煤气热能，造成煤气资源浪费。

利用废热（上升管热煤气和烟道废气的热量）对装炉煤进行干燥处理，保持装炉煤水分稳定在6%左右，然后装炉炼焦。焦炉煤调湿技术（CMC）煤调湿煤调湿≠煤干燥煤调湿≠煤预热煤煤调湿工艺流程：回转式多管干燥机煤调湿

流化床干燥机煤调湿

煤调湿优点：

降低炼焦耗热量，提高焦炉装炉煤堆密度，改善焦碳质量，扩大炼焦用煤的范围，延长焦炉使用寿命，提高炼焦化工副产品产量，环境及经济效益好等。焦炉煤调湿技术（CMC）煤调湿工艺流程：回转式多管干燥机煤调湿流化床干燥机煤调湿流化床煤调湿技术工艺流程示意图焦炉煤调湿技术（CMC）流化床煤调湿技术工艺流程示意图焦炉煤调湿技术（CMC）强化传热技术

目前强化传热技术有两类：一类是耗功强化传热技术，一类是无功强化传热技术。前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。强化传热技术已广泛应用于电力、化工、炼油、制冷、低温、冶金、建材、环保、航天、航空、食品、轻工、医药等部门强化传热技术目前强化传热技术有两类：一类是耗功强化余热回收技术

余热资源1）高温烟气余热2）可燃废气、废液、废料的余热3）高温产品和炉渣的余热，4）冷却介质的余热5）化学反应余热6）废气、废水的余热余热回收技术余热资源余热利用的途径余热的直接利用1）预热空气2）干燥3）生产热水和蒸气4）制冷余热发电1）用余热锅炉（又称废热锅炉）产生蒸气，推动汽轮发电机组发电。2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。3）如余热温度较低，可利用低沸点工质，如正丁烷，来达到发电的目的。余热的综合利用根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，实现余热的梯级利用，以达到“热尽其用”的目的余热利用的途径余热的直接利用

余热回收装置流程图余热回收装置冷空气常温预热空气

900℃烟气

1000℃低温烟气

200℃余热回收装置流程图余热回收装置冷空气常温预热空气气-气余热回收系统在气-气余热回收系统中，高温废气和待加热的新风各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到新风中，自身温度降低，新风温度升高，从而完成热交换过程。用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产排出尚未进入废气处理装置的废气，经过换热后，其温度升高，可以大大降低废气处理装置的能源消耗。气-气余热回收系统在气-气余热回收系统中，高温废气和待加热的水-气余热回收系统

在水-气余热回收系统中，高温废气和待加热的用水各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到用水中，自身温度降低，水的温度升高，从而完成热交换过程。用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产热水和生活热水，要根据工厂的实际情况确定。如：前处理的脱脂、水洗用热水。

水-气余热回收系统在水-气余热回收系统中，高温废气和待加热陶瓷窑炉余热回收陶瓷窑炉余热回收冷凝余热回收节能装置原理图冷凝余热回收节能装置原理图化工热力学补充化工热力学补充中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平中国能源的现状中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消世界能源结构中化石燃料占88%中国能源结构中化石燃料占94%世界能源结构中中国能源结构中化石燃料占94%

2006年我国原油进口依存度已达47％。

2008年已达52%。能源供应低于能源消费的趋势有增无减。20世纪90年代至今的10余年间，能源生产总量的年均增长为3.3%，能源消费的年均增长为4.2%，相差约0.8个百分点。（中国能源报告）2006年我国原油进口依存度已达47％。能源供应低于

全球一次能源需求累计增长情况从2007年到2030年全球一次能源需求累计增长情况（参考情景）其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能全球一次能源需求累计增长情况从2007年到2低碳能源技术展望2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：使用端：能源效率提升为关键占47%。供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。WEO2007450ppmcaseETP2008BLUEMapscenarioBLUEMapEmissions140亿吨BaselineEmissions620亿吨

CO2emissions(GtCO2/yr)01020304050602005201020152020202520302035204020452050能源使用端效率(47%)碳捕获与封存(19%)核能发电(6%)发电效率(7%)再生能源(21%)数据源:InternationalEnergyAgency,EnergyTechnologyPerspective,2008.低碳能源技术展望2008年IEAEnergyTechno

核能核能大量水消耗大量煤气热能，造成煤气资源浪费。200MW商业电站（在建）CO2emissions(GtCO2/yr)干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）能源使用端效率(47%)流化床煤调湿技术工艺流程示意图2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。回转式多管干燥机煤调湿锅炉前置循环余热利用方案图燃气轮机—太阳能辅助循环系统燃气轮机前置循环余热利用系统DES的主要特征包括以下六个方面：BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）CO2emissions(GtCO2/yr)CO2emissions(GtCO2/yr)提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。大量水消耗大量煤气热能，造成煤气资源浪费。化工热力学补充课件2006年我国原油进口依存度已达47％。热泵分类:热泵以能源来源可分水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵。从2007年到2030年全球一次能源需求累计增长情况（参考情景）太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统WEO2007450ppmcase前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平2）可燃废气、废液、废料的余热锅炉前置循环余热利用方案图锅炉前置循环余热利用系统焦炉煤调湿技术（CMC）用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产热水和生活热水，要根据工厂的实际情况确定。DES具有以下优点：利用废热（上升管热煤气和烟道废气的热量）对装炉煤进行干燥处理，保持装炉煤水分稳定在6%左右，然后装炉炼焦。在水-气余热回收系统中，高温废气和待加热的用水各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到用水中，自身温度降低，水的温度升高，从而完成热交换过程。4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。热泵分类:热泵以能源来源可分水源热泵、土壤源热泵、空气源热泵。太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统2006年我国原油进口依存度已达47％。化工热力学补充课件核能制氢系统

核能制氢系统太阳能太阳能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件PowerTowersPowerTowers化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件太阳能热气流发电50kW试验电站200MW商业电站（在建）太阳能热气流发电50kW试验电站200MW商业电站（在建）提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。CO2emissions(GtCO2/yr)4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。CO2emissions(GtCO2/yr)能源供应低于能源消费的趋势有增无减。2006年我国原油进口依存度已达47％。BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。回转式多管干燥机煤调湿5）回收期短，一般只要2～3年。2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：2008年已达52%。小型燃气轮机三联产系统­—植物大棚（工厂）联合循环系统干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；洁净煤技术脱硫效率达96-97%，。CO2emissions(GtCO2/yr)200MW商业电站（在建）化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。太阳能空调器太阳能空调器化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件柏林的太陽能候車亭柏林的太陽能候車亭化工热力学补充课件据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。WEO2007450ppmcase焦炉煤调湿技术（CMC）2006年我国原油进口依存度已达47％。2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：燃气轮机前置循环余热利用系统焦炉煤调湿技术（CMC）热泵以新型制冷剂分:R407C、R410A、R134a新型绿色制冷剂代替R22。锅炉前置循环余热利用方案图CO2emissions(GtCO2/yr)户可以直接投资建设小型的分布式能源冷热电三联供系统；化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能CO2emissions(GtCO2/yr)2008年已达52%。各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。锅炉前置循环余热利用方案图WEO2007450ppmcase洁净煤技术

风能据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。风200MW商业电站（在建）蒸汽参数的调节装置以及智能建筑的热电控制太阳能（风能）—燃料电池联合循环系统分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。《洁净煤技术》（CCT）是以“高效转换、污染控制以及向发展中国家输出先进燃煤技术和装备”为目标的跨世纪计划。焦炉煤调湿技术（CMC）BaselineEmissions620亿吨各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。用于和高温废气进行换热的介质也可以是生产排出尚未进入废气处理装置的废气，经过换热后，其温度升高，可以大大降低废气处理装置的能源消耗。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。能源供应低于能源消费的趋势有增无减。20世纪90年代至今的10余年间，能源生产总量的年均增长为3.CO2emissions(GtCO2/yr)LaRanceTidalPowerStationBLUEMapEmissions140亿吨BaselineEmissions620亿吨2006年我国原油进口依存度已达47％。200MW商业电站（在建）WTCTurbineLayoutWTCTurbineLayout化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件ETP2008BLUEMapscenarioBLUEMapEmissions140亿吨CO2emissions(GtCO2/yr)能源供应低于能源消费的趋势有增无减。燃气轮机前置循环余热利用系统回转式多管干燥机煤调湿焦炉煤调湿技术（CMC）各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）降低炼焦耗热量，提高焦炉装炉煤堆密度，改善焦碳质量，扩大炼焦用煤的范围，延长焦炉使用寿命，提高炼焦化工副产品产量，环境及经济效益好等。2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。回转式多管干燥机煤调湿前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。CO2emissions(GtCO2/yr)焦炉煤调湿技术（CMC）BaselineEmissions620亿吨采用常规能源的DES系统能源供应低于能源消费的趋势有增无减。燃气轮机—太阳能辅助循环系统波浪能供电的灯光浮标化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。ETP2008BLUEMapscenario化工热力学补充课件地热能地热能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件地热供暖地热供暖地热务农地热务农干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；ETP2008BLUEMapscenario各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，实现余热的梯级利用，以达到“热尽其用”的目的根据工业余热温度的高低，采用不同的利用方法，实现余热的梯级利用，以达到“热尽其用”的目的能源供应低于能源消费的趋势有增无减。供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。指分布在用户端的能源综合利用系统。焦炉煤调湿技术（CMC）洁净煤技术焦炉煤调湿技术（CMC）分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）2006年我国原油进口依存度已达47％。流化床煤调湿技术工艺流程示意图煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。CO2emissions(GtCO2/yr)锅炉前置循环余热利用方案图2008年IEAEnergyTechnologyPerspective推估，2050年全球拟降低480亿吨CO2(BLUEMapscenario)之关键技术：地热养殖干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷

海洋能海洋能LaRanceTidalPowerStation

LaRanceTidalPowerStation化工热力学补充课件波浪发电站示意图波浪能供电的灯光浮标

波浪发电站示意图波浪能供电的灯光浮标温差发电温差发电盐差能盐差能化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件化工热力学补充课件3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。其他包括生物质能、风能、地热能、太阳能、潮汐能2）可燃废气、废液、废料的余热脱硫效率达96-97%，。DES具有以下优点：3%，能源消费的年均增长为4.2006年我国原油进口依存度已达47％。200MW商业电站（在建）焦炉煤调湿技术（CMC）在气-气余热回收系统中，高温废气和待加热的新风各自流经热交换器的不同通路，高温废气中的热能经过换热器的内部导热元件转移到新风中，自身温度降低，新风温度升高，从而完成热交换过程。我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。使用端：能源效率提升为关键占47%。采用常规能源的DES系统燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案利用废热（上升管热煤气和烟道废气的热量）对装炉煤进行干燥处理，保持装炉煤水分稳定在6%左右，然后装炉炼焦。余热回收装置流程图指分布在用户端的能源综合利用系统。1）用余热锅炉（又称废热锅炉）产生蒸气，推动汽轮发电机组发电。

化石燃料的燃烧（约占CO2排放总量70％）和地球植被的破坏是CO2浓度增加的主要原因，能源工业同时也是甲烷气体的一个重要的产生源（约占总量的20％）。据统计，现在全球每年因燃煤而产生的CO2就高达60亿t。因此，能源产业成为减少温室气体排放行动的焦点。

高碳能源的低碳利用3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。

洁净煤技术

《洁净煤技术》（CCT）是以“高效转换、污染控制以及向发展中国家输出先进燃煤技术和装备”为目标的跨世纪计划。这一计划的根本目的是高效清洁利用煤炭，以达到减少碳排放的目标。

洁净煤技术

《洁净煤技术

各种发电方式下每千瓦·时排放

CO2折合碳单位（g）各种发电方式下每千瓦·时排放

不同发电方式的技术经济比较*亚临界/超临界发展超临界机组不同发电方式的技术经济比较*亚临界/超临界发展超临界目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎占总负荷的25%，从而电力峰谷差增大，庞大的电网不堪重负，DES有助于改善这种状况；供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。降低炼焦耗热量，提高焦炉装炉煤堆密度，改善焦碳质量，扩大炼焦用煤的范围，延长焦炉使用寿命，提高炼焦化工副产品产量，环境及经济效益好等。分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、干法熄焦是利用冷的惰性气体在干熄炉内与炽热的红焦换热，从而冷却焦碳；燃气轮机—热泵联合循环系统焦炉煤调湿技术（CMC）如：前处理的脱脂、水洗用热水。脱硫效率达96-97%，。煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。200MW商业电站（在建）煤调湿有严格的水分控制措施，能确保入炉煤水分恒定。2010-11-15水源热泵和土壤源热泵，其最大的优点是高效、节能、环保。ETP2008BLUEMapscenario2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、焦炉煤调湿技术（CMC）我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。3）如余热温度较低，可利用低沸点工质，如正丁烷，来达到发电的目的。指分布在用户端的能源综合利用系统。

发电效率与排放量*当使用转换反应时为40％。目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎燃烧室23燃气轮机压气机空气45排入大气余热锅炉发电机蒸汽轮机发电机凝汽器泵4s1s2s3s123451s3s4sQ23Q41QfaS燃气-蒸汽联合循环燃烧室23燃气轮机压气机空气45排入大气余热锅炉发电机蒸汽轮整体煤气化联合循环(IGCC)将煤转换成可燃气体，供燃气机燃用，以煤气化设备取代锅炉，从而能更好地实现高品位煤化学能的梯级应用。脱硫效率达96-97%，。整体煤气化联合循环(IGCC)2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。200MW商业电站（在建）强化传热技术已广泛应用于电力、化工、炼油、制冷、低温、冶金、建材、环保、航天、航空、食品、轻工、医药等部门WEO2007450ppmcase我国焦化厂炼焦煤含水量普遍偏高，平均含水在11%左右。锅炉前置循环余热利用方案图分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。燃机­—烟气直燃溴化锂空调方案焦炉煤调湿技术（CMC）200MW商业电站（在建）如：前处理的脱脂、水洗用热水。发电设备（汽轮机、燃气轮机、微型涡轮机、内燃机或燃料电池）、供给端：再生能源占21%，其次是碳捕获与封存。小型燃气轮机三联产系统­—植物大棚（工厂）联合循环系统采用常规能源的DES系统前者需要应用外部能量来达到强化传热的目的，后者不需外部能量。2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平ETP2008BLUEMapscenarioDES的主要特征包括以下六个方面：燃机—余热锅炉—蒸汽溴化锂空调方案煤气加热煤气加热蒸发器过热器煤气加热器煤气加热器省煤器低压蒸发器省煤器2蒸发器2省煤器1蒸发器1回热器回热器再热器冷却器发电机气化炉洗涤器冷粗煤气20ºC982ºC热粗煤气煤浆灰空气538ºC927ºC煤气膨胀透平增压压气机中间冷却器发电机压气机空气燃气透平除氧器补充水排气发电机615ºC538ºC16.6Mpa高压中压低压凝汽器2）高温余热作为燃汽轮机的热源，利用燃气轮发电机组发电。煤气燃料电池和IGCC组合的联合循环示意图

燃料电池和IGCC组合的联合循环示意图

展望21世纪的能源系统展望21世纪的能源系统节能的重要性

“节约能源,保护资源”是我国新时期实现可持续发展的伟大战略的保证和手段。提高能源利用效率，节约能源已成为低碳能源重要组成部分。节能也是一种资源节能的重要性“节约能源,保护资源”是我国新时期实现可持续若干重要的节能技术分布式能源系统地源热泵系统工业窑炉的节能技术新型、高效换热器强化传热技术余热回收技术若干重要的节能技术分布式能源系统（DistributedEnergySystem，DES）指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源系统可以利用的各种清洁能源，实现近距离供能，并直接满足终端用户多种能源（如电、热、冷）需求。分布式能源系统（DistributedEnergySys分布式能源系统DES的主要特征包括以下六个方面：燃料的多元化设备的小型、微型化冷热电联产网络化智能化控制和信息化管理高标准的环保水平分布式能源系统DES的主要特征包括以下六个方面：分布式能源系统（续）DES是一个开放的、灵活组合的系统，组成：发电设备（汽轮机、燃气轮机、微型涡轮机、内燃机或燃料电池）、供热或制冷设备（溴化锂吸收式冷热水机组、电制冷机组）、热泵、干燥和能源回收系统、锅炉或蓄热∕蓄冷系统、汽—水热交换器、蒸汽参数的调节装置以及智能建筑的热电控制分布式能源系统（续）DES是一个开放的、灵活组合的系统，DES具有以下优点：

1）使用吸收式制冷机组实现余热回收，提供空调或工艺用冷，能源效率可提高到70％以上；2）设备靠近用户，热量、冷量和电量可直接使用，大大减少了输配电设备的投资和电网的输送损失同时增加了系统的质量和可靠性；3）有助于缓解电力高峰负荷，提高电网供电安全。目前大多数空调器以电力为动力，在夏季用电负荷中，空调负荷几乎占总负荷的25%，从而电力峰谷差增大，庞大的电网不堪重负，DES有助于改善这种状况；4）装置容量小、占地面积小，初投资少，效益好。户可以直接投资建设小型的分布式能源冷热电三联供系统；5）回收期短，一般只要2～3年。DES具有以下优点：

1）使用吸收式制冷机